大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用

◆楊滿倉 趙 鵬

（洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院 河南 471934）

大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用

◆楊滿倉 趙 鵬

（洛陽師范學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院 河南 471934）

隨著時(shí)間積累，在環(huán)境監(jiān)測處理中所采集的數(shù)據(jù)量在與日俱增，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段數(shù)據(jù)信息處理的需要。本文研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用效果，采用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理及存儲功能，對環(huán)境監(jiān)測信息進(jìn)行處理，降低數(shù)據(jù)的規(guī)模，提高信息處理效率。

大數(shù)據(jù)技術(shù)；環(huán)境信息；環(huán)境監(jiān)測

0 引言

隨著近年來全球氣候變暖，環(huán)境問題更加嚴(yán)峻，大氣污染、水污染、空氣污染等諸多問題頻頻發(fā)生，各國都加大了對環(huán)境的處理力度和保護(hù)力度，通過環(huán)境監(jiān)測和信息化手段來對社會發(fā)展的規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)提供必要的信息支持[1]。在科技水平不斷提高的情況下，通信技術(shù)、遙感技術(shù)等在多個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，在環(huán)境監(jiān)測中拓寬其時(shí)空尺度，環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)種類及數(shù)量不斷增長，提高了政府環(huán)境問題決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 使生態(tài)環(huán)境的綜合預(yù)警能力得到顯著提升

在環(huán)境監(jiān)測中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以從海量、分散的信息中對有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行充分挖掘，并對所獲取的數(shù)據(jù)的當(dāng)前狀況進(jìn)行總體描述和態(tài)勢推演，對所得的數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行綜合決策，將其提供給社會公眾與政府部門。在環(huán)境監(jiān)測信息中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以提高預(yù)警預(yù)報(bào)的精確性[2]。在對大氣污染環(huán)境的預(yù)警中，氣象部門可以對風(fēng)云氣象衛(wèi)星所反饋的數(shù)據(jù)信息加以分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測，對大氣污染的過程進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)警，并將其作為預(yù)警技術(shù)支撐。其次，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提高預(yù)警信息時(shí)效性，可以對海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速、正確的判定。

1.2 提高了決策的科學(xué)性

大數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢主要包括：首先在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)中對分析結(jié)果的可視化可以提高決策的科學(xué)性，從而提高決策水平，使數(shù)據(jù)自由的流動，使數(shù)據(jù)的附加價(jià)值得到提高，將分析的結(jié)果為公眾完整的呈現(xiàn)出來，將環(huán)境數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成行動含義和咨詢價(jià)值表達(dá)，為政府部門的決策管理層及企業(yè)的生產(chǎn)管理者及社會公眾、環(huán)境組織提供準(zhǔn)確的決策、行動、生產(chǎn)、管理及生活信息[3]。其次，為治理模型及虛擬數(shù)據(jù)的立體化展現(xiàn)出一種創(chuàng)新化的環(huán)境治理方式，并對環(huán)境治理方案的有效性及可行性進(jìn)行測試。

1.3 使健康風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)能力提高

目前環(huán)保工作的重點(diǎn)是為了保護(hù)民生健康，對重金屬污染、有毒有害污染和環(huán)境中的病原體進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測和評價(jià)，要采用先進(jìn)的技術(shù)和儀器設(shè)備對健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)的評價(jià)。在大數(shù)據(jù)技術(shù)下，對人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)主要是通過有害因子對人體中不良影響的發(fā)生率進(jìn)行估算，并對有害因子對個體健康帶來的影響風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)[4]。主要的特征是將風(fēng)險(xiǎn)度作為評價(jià)的指標(biāo)，對環(huán)境變量數(shù)據(jù)和城市資源配置、疾病預(yù)測及出行相聯(lián)系，并將環(huán)境的污染程度結(jié)合人體健康，通過模型來描述環(huán)境污染問題對人體健康所產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量分析。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用

2.1 環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)采集

環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)采集的主要來源有兩種，一種是監(jiān)測部門自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如污染源排放數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要是以結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)為主，時(shí)間跨度較長；而另一種來源則是外部環(huán)境所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如人群活動時(shí)所產(chǎn)生的和環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)，主要是以非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)為主，時(shí)間跨度不等。其中生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)可以細(xì)分為多個方面，如噪聲監(jiān)測、土壤監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、降水監(jiān)測、大氣監(jiān)測、氣象監(jiān)測、森林植被防護(hù)監(jiān)測等，包含了環(huán)境功能區(qū)、質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)、自然生態(tài)保護(hù)及水源保護(hù)區(qū)等多個區(qū)域，主要產(chǎn)生于全國的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)，對整體的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行描述[5]。污染源排放數(shù)據(jù)也可以將其細(xì)分為多個方面，如固體廢物在線監(jiān)管數(shù)據(jù)、廢水污染源、廢氣污染源等，主要涉及到總量控制、污染防治、監(jiān)察執(zhí)法、排污費(fèi)征收、治理設(shè)施運(yùn)行、污染源的基本情況等監(jiān)管信息。人群活動過程中所產(chǎn)生的和環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括有生活垃圾、用電量、用水量、人口經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、交通、地理、基礎(chǔ)氣象及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃等，主要來源于媒體、網(wǎng)絡(luò)及各類官方統(tǒng)計(jì)等，以視頻、圖形、文件及數(shù)據(jù)庫等多種方式而存在。

2.2 環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)

總體來說，大數(shù)據(jù)平臺主要是對信息進(jìn)行深度挖掘，根據(jù)環(huán)保專業(yè)策略及規(guī)則，進(jìn)行高層次的組織、轉(zhuǎn)換與改造，從單一因子向多維方向轉(zhuǎn)化，對某一領(lǐng)域下環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)庫的知識、規(guī)律及趨勢特征等產(chǎn)生認(rèn)知。環(huán)境監(jiān)測的大數(shù)據(jù)平臺主要是由數(shù)據(jù)庫采集、存儲、處理、共享與應(yīng)用等所組成，其中數(shù)據(jù)采集和存儲是為環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障，通過數(shù)據(jù)分發(fā)、抽取、轉(zhuǎn)換等多個過程來去除大數(shù)據(jù)中所包含的不真實(shí)數(shù)據(jù)，使準(zhǔn)確數(shù)據(jù)得以保留，并按照源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)共享平臺中加以存儲[6]。所存儲的大數(shù)據(jù)根據(jù)其生命周期進(jìn)行歷史歸檔或當(dāng)期使用，并將查詢接口對外開放，為用戶提供真實(shí)的數(shù)據(jù)支持，滿足環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析與處理的需求。

數(shù)據(jù)處理主要是根據(jù)計(jì)算處理的需求對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量計(jì)算和處理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和建模功能。如在大氣、土壤等環(huán)境質(zhì)量的連續(xù)監(jiān)測中可以引入預(yù)測模型，對環(huán)境質(zhì)量的變化情況及變化趨勢進(jìn)行預(yù)測，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的調(diào)整，以及城市規(guī)劃和建設(shè)、資源開發(fā)與利用提出合理化的建議。在污染企業(yè)的監(jiān)控中可以引入生產(chǎn)排污情況的監(jiān)控，對企業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸及存儲過程中污染物的排放量進(jìn)行深度監(jiān)控，并通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來充分分析企業(yè)污染排放對周邊環(huán)境所帶來的影響程度。數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用首先是建立標(biāo)準(zhǔn)化接口來為建立數(shù)據(jù)提供服務(wù)，對環(huán)境監(jiān)測情況及污染源的在線監(jiān)控情況進(jìn)行匯總，從而加大對環(huán)境監(jiān)管的力度，實(shí)現(xiàn)跨部門合作。

3 結(jié)語

在大量的環(huán)境監(jiān)測信息處理過程中采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供技術(shù)支持，提高數(shù)據(jù)處理的能力與效率，具有較高的靈活性和擴(kuò)展性，配合業(yè)務(wù)的開展需要，對業(yè)務(wù)所需數(shù)據(jù)靈活應(yīng)用、快速處理。

[1]李虹含.大數(shù)據(jù)技術(shù)在商業(yè)銀行中的應(yīng)用:場景、優(yōu)勢與對策[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會科學(xué)版)，2016.

[2]尚光龍，張澤鋒.大數(shù)據(jù)技術(shù)在信息管理中的應(yīng)用研究——以高校就業(yè)工作為例[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016.

[3]劉榮，崔琳琳.大數(shù)據(jù)技術(shù)在中小企業(yè)信用體系建設(shè)中的應(yīng)用[J].征信，2015.

[4]馮吉平，陳微，官滌，李聰，鄭國臣.大數(shù)據(jù)技術(shù)在松遼流域水環(huán)境管理中的應(yīng)用展望[J].水利發(fā)展研究，2014.

[5]喬佩穎，劉玉機(jī).衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合技術(shù)在環(huán)境遙感監(jiān)測中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009.

[6]徐勝杰.大數(shù)據(jù)技術(shù)在指揮信息系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017.